Повышение устойчивости гороха овощного к полеганию Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

Литература

1. Епихов В.А. Селекция и семеноводство овощных бобовых культур // Методические указания и рекомендации по селекции и семеноводству овощных бобовых и капустных культур. - М. - 2001. - С.4-59

2. . Кайгородова И.М, Пронина Е.П., Пышная О.Н. Изучение перспективных образцов гороха овощного как генетических источников в селекции на качество и продуктивность // Овощи России. -№ 1.- 2013.-С. 30-34.

3. Кайгородова И.М., Пышная О.Н., Пронина Е.П. Перспективный селекционный материал гороха овощного // Овощи России. - 2012. - № 1. - С. 30-32.

A STUDY OF THE SOURCE MATERIAL OF VEGETABLE PEAS (PISUM SATIVUM L).

I.M. Kajgorodova, E.P. Pronina

FGBNU «THE ALL-RUSSIAN RESEACH INSTITUTE OF VEGETABLE BREEDING AND SEED

PRODUCTION» (VNIISSOK)

Abstract: Collection of vegetable peas was studied. Diallel, stepped and complex crossing were done. Promising genotypes to create new resistant to lodging and suitable for mechanized harvesting forms were selected. A scheme of the conveyor using new promising forms of pea for continuous receipt of raw materials to processing plants was created.

Keywords: vegetable peas, collection, RAPD - analysis, starch grains, variability and conjuga-tion of quantitative traits, perspective form, a group of maturity, lodging resistance, complex crossing, conveyor.

УДК 635.656:631.524.85/.86

ПОВЫШЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ГОРОХА ОВОЩНОГО К ПОЛЕГАНИЮ

И.П. КОТЛЯР, Н.А. ШМЫКОВА

ФГБНУ «ВСЕРОССИЙСКИЙ НИИ СЕЛЕКЦИИ И СЕМЕНОВОДСТВА

ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР»

Проведено морфологическое и анатомическое изучения стебля гороха овощного и выделен сорт, устойчивый к полеганию.

Ключевые слова: горох, сорт, устойчивость к полеганию, морфологические и анатомические признаки.

Повышение продуктивности гороха овощного может осуществляться при последовательном улучшении признаков, которые оказывают влияние на урожайность сорта. В настоящее время активность фотосинтетического аппарата возделываемых сортов гороха достаточна для получения товарной продукции до 10 т/га. В производственных условиях на высоких агрофонах урожайность сортов гороха ВНИИССОК составляет 7,0 т/га [1].

В годы с избыточным увлажнением вследствие полегания урожайность товарной продукции снижается на 30 %, а зерна на 40-60 % по сравнению с биологическим потенциалом. Это свидетельствует о том, что одним из лимитирующих признаков в реализации резервов урожайности гороха является полегаемость стебля [2].

Всестороннее изучение и испытание на устойчивость к полеганию различных по высоте и морфологическому строению стебля и листьев выявило тенденцию возрастания семенной продуктивности у сортов гороха при уменьшении высоты растений от длинностебельных до полукарликовых. В частности, доля бобов в фазу технической спелости у полукарликовых сортов составляет 4753 %, зеленого горошка 20-25 %, тогда как у длинностебельных зеленый горошек составлял 13-17 % [3]. Это в известной степени обусловлено лучшим развитием транспортной системы и более благоприятным распределением ассимилянтов для формирующихся семян у короткостебельных генотипов [4].

Уменьшения высоты растений в процессе селекции достигались за счёт сокращения числа междоузлий и уменьшением их длины. Больший практический интерес представляет уменьшение длины междоузлий, так как при этом сохраняется размер фотосинтезирующей поверхности (осо-

бенно актуально для раннеспелых сортов) и потенциал семенной продуктивности на уровне продуктивных узлов. В настоящее время в основных зонах возделывания гороха овощного наиболее продуктивными являются сорта с длиной стебля 60-90см и длиной междоузлий 4,0-6,0см.

Проблема устойчивости растений гороха к полеганию включает широкий круг вопросов, нежели морфологическое строение стебля. Основная задача исследований - оценка генотипов и поиск интегральных показателей, способных служить критерием при отборе растений на устойчивость к полеганию и высокую продуктивность.

Основные наблюдения проведены в лаборатории бобовых культур ВНИИССОК в 2012 - 2014 годах. В качестве материала для исследований использовались сортообразцы конкурсного сортоиспытания, различающиеся длиной вегетационного периода и степенью полегаемости.

Устойчивость образцов к полеганию определялось как соотношение высоты травостоя к длине стебля в период технической и биологической спелости. В начале биологической спелости проводился отбор снопового материала для анатомического исследования стебля. Изучение анатомии стебля проводилось в соответствии с методическими указаниями [5] с использованием стереомик-роскопа Opton (Zeiss). По каждому сорту анализировалось 10 срезов.

В результате наблюдений отмечено, что сроки и степень полегания растений гороха не всегда определяются высотой растений, длиной и толщиной междоузлий. В конкурсном сортоиспытании лаборатории все образцы полукарликовые, с оптимальной высотой 60-80см, с плотным утолщенным стеблем от корневой шейки. При этом, степень полегания изучаемых образцов значительно отличалась (табл.1).

Таблица 1

Устойчивость стебля к полеганию у сортообразцов гороха овощного в зависимости от длины

вегетационного периода, 2012 - 2014 гг.

№ Группы по длине вегетационного периода Длина стебля, см Устойчивость к полеганию, %

техническая спелость биологическая спелость

1. Раннеспелые Чика 50,6± 2,4 49, ±24,8 83 81,5 65 67

2. Среднеранние 53,6±1,8 71 60,5

3. Среднеспелые 41.5.11 17.6.11 (листочковый) 69,1±1,8 68,3±1,3 59,5±1,4 53 52,5 86 46 50 77

4. Среднепоздние Дарунок, Амиус («усатый») Триумф («усатый») 66,0±2,0 58,3±1,7 67,2±1,7 58 80 94 48 42 90

Устойчивость агроценозов гороха овощного к полеганию обусловлена некоторыми наследственными особенностями хозяйственных и морфологических признаков растений. Более устойчивые образцы имели короткий вегетационный период - ранние и стебель меньшей длины - 50,6см. Это можно объяснить меньшей физической нагрузкой на стебель. В третьей и четвертой группах в технической спелости усатые образцы устойчивее (80 и 94 %) по сравнению со средними показателями (53 и 58 %), то в биологической спелости существенной разницы не было. Тип листа существенно не влиял на устойчивость стебля (86 % у 17.6.11 - листочковый тип и 80 % у Дарунка - усатый. Устойчивость стебля определяется генотипом. Отмечены два вида полегания. Первый - образование «коленца» (рис. 1), второй - прикорневой «стелящийся».

Согласно фенологическим наблюдениям, растения некоторых сортообразцов начинают полегать ещё до наступления фазы бутонизации, в период роста 10-11 узлов. Изгиб стебля у них происходит на 6-8 междоузлиях (41.5.11), где листовая масса еще небольшая. В результате сохраняется циркуляции воздуха в ценозе и условия фотосинтетической деятельности, препятствуя развитию патогенов (рис. 1). Такой вид полегания чаще наблюдается у форм с более тонким стеблем на первых нижних междоузлиях. У форм гороха с утолщенным от корня стеблем полегание происходило в период цветения (Дарунок, Амиус). Однако изгиб стебля происходил на первых трех междоузли-

ях снизу, что придает полеганию стелящийся характер. Наиболее интенсивно такие растения полегают к концу технической спелости. В годы с избыточным переувлажнением полегание происходит вначале технической спелости, что приводит к загниванию нижней части стеблей у большинства растений и нарушает общий ход метаболизма, значительно снижая семенную продуктивность.

Триумф 17.6.11 Амнус 41.5.11

Рис.1. Виды устойчивости

Выделены два образца - среднепоздний Триумф с усатым типом листа, и среднеспелый 17КСИ11 с обычным типом листа. Степень устойчивости в период биологической спелости составляла 90 и 77 % (табл.2).

Как видно из рисунка 1 и таблицы 2, два устойчивых образца отличаются более короткими междоузлиями (максимальная длина 40±2мм), с определённым углом наклона, что придает стеблю компактность. У менее устойчивых форм они более растянутые в средней части (максимальная длина 59±3мм).

Таблица 2

Показатели длины междоузлий у образцов гороха овощного_

Показатели Размер междоузлий, см

Триумф Дарунок-Амиус 17.6.11 41.5.11

Общее число междоузлий 22 18 20 21

Средний размер междоузлия, мм 34±2 36±3 38±2 31±2

Минимальная длина междоузлия, мм 6 10 6 9

Максимальная длина междоузлия, мм 40±2 59±3 41±2 59±3

Был проведен анатомический анализ контрастных по устойчивости сортообразцов гороха. На рисунке 2 представлены фотографии срезов нижней части стебля устойчивого к полеганию сорта Триумф и полегающего образца 41.5.11.

41.5.11 Триумф

Рис. 2. Анатомические срезы стебля гороха овощного

Для современных сортов гороха овощного характерен стебель со слабо выраженной первичной корой. Стебель ребристый и склеренхимные пучки находятся на перефирии, в ребрах и плохо идентифицируются. Устойчивый к полеганию сорт обладает четко выраженными границами тканей, а паренхима занимает 62 % площади среза (табл.3). Число склеренхимных пучков больше 1114 и расположены они в хлорофилоносной паренхиме, образуя тяжи механической ткани, что придает прочность стеблю и обуславливает сопротивление на изгиб.

Таблица 3

Соотношение основных видов тканей анатомических срезов стеблей различных _по устойчивости к полеганию образцов гороха_

Число склеренхимных тяжей, шт. Отношение площади, %

паренхимы к срезу склеренхимных тяжей к срезу склеренхимных тяжей к паренхиме

высокоустойчивый

12,2 11-14 62 4,3 6,9

низкоустойчивый

МО 3 43,8 4,3 9,8

В ходе изучения нами были выделены два устойчивых к полеганию генотипа, представляющие интерес для дальнейшей селекционной работы по выведению новых сортов.

Полученные экспериментальные данные позволяют заключить, что степень устойчивости аг-роценозов гороха овощного к полеганию обусловлены морфо-анатомическими особенностями в строении стебля. Можно предположить наличие молодой мутации, которая затронула не только строение стебля, но и качественно изменила химический состав сухих веществ.

Литература

1. Амелин А.В. Роль сорта в формировании урожая. // Земледелие. 2002, № 1.- С. 42.

2. Амелин А.В. Физиологические основы селекции гороха. //Зернобобовые и крупяные культуры. - 2012, № 1.- С. 4652.

3. Образцов А.С., Амелин А.В. К вопросу об идеатипе растений гороха в связи с их устойчивостью к полеганию на юге Нечерноземной зоны РСФСР. // Сельскохозяйственная биология. - 1990, № 1.- С. 83-88.

4. Сирота С.М. Итоги работы в 2012 году по продвижению семян гороха овощного сортов селекции ВНИИССОК. //Овощи России. - 2013.-№1.- С. 12-15.

5. Жестянникова Л.Л., Москалёва Г.И. Техника анатомических исследований культурных растений. Методические указания // - Л.: ВИР, 1981. - 65 с.

BREEDING FOR HIGHER RESISTANCE OF GREEN PEAS TO LODGING

I.P. Kotlyar, N.A. Shmykova

FGBNU «THE ALL-RUSSIA RESEARCH INSTITUTE OF SELECTION AND SEED-GROWING OF VEGETABLE CROPS» Abstract: A morphological and anatomical peculiarities of the stem and resistance of green peas to lodging was studied.

Keywords: green pea, variety, lodging resistance, morphological and anatomical peculiarities.